Neste conteúdo abordaremos:
- Contextualização
- Produção do hidrogênio verde
- Aplicações
- Impactos
Contextualização
Segundo a Administração de Informações sobre Energia dos Estados Unidos (2019), espera-se um aumento de quase 50% no consumo de energia elétrica mundial até o ano de 2050. Nesse sentido, se a matriz energética global continuar sendo abastecida por fontes fósseis poluentes, ocorrerá um aumento exponencial dos gases intensificadores do efeito estufa, influenciando não só o ecossistema, mas a população de todo o planeta.
Nessa perspectiva, surge o hidrogênio como fonte alternativa de produção energética, já que possui maior quantidade de energia por unidade de massa (120,7KJ/g) – 3 vezes mais que a gasolina – e sua combustão não gera produtos poluentes. Dentre as formas de produção do gás hidrogênio, têm-se a gaseificação, biomassa, reforma a vapor do metano e a eletrólise da água. Apenas a eletrólise da água, se abastecida com energia oriunda de fontes limpas e renováveis (como a solar e a eólica), garantem o hidrogênio verde.
O que é o hidrogênio verde? Como é produzido?
O hidrogênio verde nada mais é do que o gás hidrogênio, importante na produção energética como combustível, produzido a partir de uma rota ecologicamente sustentável, ou seja, que não agrida o meio ambiente a partir da emissão de poluentes, como ocorre na rota cinza, a principal fonte de hidrogênio do mundo, a partir da reforma do gás natural.
A rota verde ocorre a partir da eletrólise da água, ou seja, da quebra de uma molécula de H2O através de uma corrente elétrica contínua. Essa corrente está conectada a um sistema com dois eletrodos, um positivo e um negativo, denominados ânodo e cátodo. A necessidade da aplicação dessa corrente é devido ao processo não ser espontâneo, precisando consumir energia para ocorrer. Com o auxílio de algumas soluções eletrolíticas (como bases, ácidos ou sais), aumenta-se a condutividade elétrica, e, consequentemente, a eficiência do processo. Como pode-se observar na formação do hidrogênio pela rota verde, não ocorre a formação de gases estufa.
Para que o processo seja considerado realmente verde, é necessário que a fonte de energia elétrica seja limpa, sem emitir gases poluentes em sua geração. Alguns exemplos de fontes de energia elétrica limpa são a eólica e a solar. Apesar de parecer um excelente substituto para a matriz energética mundial, a produção do hidrogênio verde ainda não é viável atualmente. Geralmente, usam-se 3600THWh para produzir cerca de 2,4 milhões de toneladas do gás, o que acaba não sendo atraente economicamente, tendo baixo rendimento e elevado consumo energético.
Aplicações e impacto ao meio ambiente
Após a realização da produção por meio da rota sustentável, o hidrogênio precisará se tornar uma fonte de energia. A forma mais comum de se utilizar esse hidrogênio é por meio de células combustíveis, dispositivos que, por meio de reações de oxirredução entre o hidrogênio e o oxigênio, geram energia elétrica e vapor d’água, um gás bem menos poluente do que o dióxido de carbono e o metano. A crescente no uso desses dispositivos permite que sejam utilizados até mesmo em automóveis, embora o custo desta tecnologia não a permita ser mais difundida. As células combustíveis são classificadas de acordo com o eletrólito utilizado na célula. Embora as reações sejam sempre quase sempre as mesmas, a eficiência e a temperatura de operação variam com o tipo de célula. Alguns dos tipos mais comuns são:
- Eletrólito de membrana polimérica ou membrana de troca protônica (PEM);
- Alcalina (A);
- Ácido Fosfórico (PA);
- Carbonato fundido (MC);
- Óxido sólido (SO);
Assim, o impacto ambiental positivo ocorre tanto na formação quanto na aplicação do hidrogênio verde, visto que para produzi-lo utiliza-se água, uma fonte renovável, ao contrário do tradicional gás natural, além de emitir essa mesma água ao fim do processo de queima na célula combustível. Portanto, o uso dessa tecnologia é uma forma de promover a descarbonização da indústria.
Considerações finais
O hidrogênio verde, embora tenha uma premissa bem interessante, ainda sofre com o lobby de algumas fontes de energias mais tradicionais e poluentes, como os combustíveis fósseis e com o alto custo da implementação da eletrólise de forma sustentável para acontecer a produção em larga escala. Armazenar um gás tão inflamável também é uma tarefa perigosa e nada simples. Pelo pouco retorno a curto prazo e distanciamento do cotidiano da maioria das pessoas, o hidrogênio verde recebe o rótulo de “combustível do futuro”. Mas em um mundo cada vez mais ambientalmente consciente e disposto a investir em Pesquisa e Desenvolvimento para torná-lo acessível à população, pode-se dizer que o hidrogênio verde já é o “combustível do hoje”, do “hoje” de quem quer mudar o mundo e se preparar para a próxima grande transição energética. Você está pronto para viver o futuro ou ainda precisa de um combustível?
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